Croissance épitaxiale, caractérisation structurale et études magnétiques de couches minces d'UO2
Institution:
GrenobleDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
We have investigated structural and magnetic properties of epitaxial UO2 andUO2/Fe3O4 thin films fabricated by reactive DC-sputtering. The UO2 layer grew commensurately on LaAlO3 substrate with epitaxial relationships of (001)UO2 Î (001)LAO and <100>UO2 Î <110>LAO. Due to the pseudomorphic growth which extended up to 45 Å, a strain (Á) of about 2% were introduced into the UO2 epilayer. A partial relaxation process was observed for films thicker than 500 Å. The large mosaic affects strongly the magnetic properties. Rosonant X-ray scattering studies revealed that the Néel temperature remained at 30.8 K. However, a small reduction of TN is expected at tuo2 ~ 50 Å. The second-order phase transition was found for films with thickness between 181 and 4500 Å. Using the Bernhoeft plot, the thickness of the magnetically ordered phase was estimated. The pseudomorphic part was magnetically inactive. The exchange bias studies confirmed this result. For the first time, the magnetocrystalline anisotropy constant of UO2 was found to be about 1 x 107 erg/cm3.
Abstract FR:
Nous avons étudié les propriétés structurales et magnétiques de films minces d'UO2 et d'UO2 / Fe3O4 fabriqués par pulvérisation cathodique. Les résultats montrent que la couche UO2 et le substrat LaAlO3 possèdent une relation épitaxiale (001)UO2 // (001)LAO et <100> UO2 // <110>LAO. Pour raison de croissance cohérente, une contrainte d'environ 2% est introduite dans la couche épitaxiale d'UO2. Cette croissance cohérente s'étend jusqu'à 45 Å. Au dessus de 500 Å, une relaxation partielle a été observée. La qualité du film influence fortement les propriétés magnétiques. L'existence d'une transition de phase du second ordre a été trouvée dans tous les films de 181 <tUO2 <4500 Å. La température de Néel, TN, reste à 30.8 K jusqu'à tUO2 ~ 50 Å. Une légère réduction de TN se produit pour une épaisseur tUO2 < 50 Å. En utilisant la simulation de Bernhoeft, l'épaisseur de la phase magnétiquement ordonnée a été estimée. La couche cohérente de 45 Å est magnétiquement inactive. Les études sur l'effet d'échange ont montrées que les déplacements de cycle d'hystérésis ont une dépendance 1/tFe3O4 à épaisseur de la couche UO2 constante. Pour la première fois, la constante d'anisotropie magnétocristalline de UO2 est estimée à environ 1*107 erg / cm3.